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1、变压器继电保护差动变压器继电保护差动第1页，本讲稿共61页变压器差动保护原理变压器差动保护的范围变压器差动保护的不平衡电流变压器差动保护动作后的处理1234变压器差动保护变压器差动保护2022/10/232第2页，本讲稿共61页一、变压器纵联比率差动保护原理一、变压器纵联比率差动保护原理1、什么叫纵联差动保护是按比较被保护的变压器两侧电流的大小和相位的原理实现的大小相位I1=1A30I2=1A-1502022/10/233第3页，本讲稿共61页2、正常运行和外部故障、正常运行和外部故障2022/10/234I1I1I2I2I=I2+I20第4页，本讲稿共61页3、内部故障、内部故障2022/1
2、0/235第5页，本讲稿共61页二、不平衡电流的产生和解决办法二、不平衡电流的产生和解决办法不平衡电流不平衡电流变压器绕组接线方式不同 变压器励磁涌流CT的计算变比于实际变比不同变压器调压分接头发生改变俩侧CT励磁特性不一样）1 12 23 34 45 52022/10/236第6页，本讲稿共61页1、变压器励磁涌流的影响、变压器励磁涌流的影响n n影响：可达510倍的额定电流，差动保护以动作电流躲过，会导致内部故障拒动n n特点：1、含有大量非周期分量，曲线偏向 时间轴一侧。波形不对称n n 2、大量高次谐波。二次谐波为主n n 3、具有间断角2022/10/237第7页，本讲稿共61页采用
3、速饱和变流器采用速饱和变流器2022/10/238电磁式差动继电器变流器：差动电流不直接流入继电器线圈，经变流器滤除电流中非周期分量第8页，本讲稿共61页波形不对称原理波形不对称原理2022/10/239微机保护可以识别差动电流的正负半周是否对称，当电流波形严重不对称时判为励磁涌流情况，闭锁差动保护。第9页，本讲稿共61页二次谐波制动原理二次谐波制动原理2022/10/23101.二次谐波闭锁原理二次谐波闭锁原理 K=I2/I130 0.15 0.20 0.25利用励磁涌流含有大量谐波分量的特征，通过计算差动电流中的二次谐波电流分量与基波电流分量的幅值之比来判别励磁涌流与故障电流。三相变压器中
4、任一相二次谐波基波之比大于K值时就立即闭锁三相差动保护第10页，本讲稿共61页波形间断角原理波形间断角原理2022/10/2311差动电流波形中间断角达到一定值（如600）以上时，闭锁差动保护。励磁涌流波形的间断角一定大于 60的原理第11页，本讲稿共61页2、变压器绕组接线方式不同、变压器绕组接线方式不同2022/10/2312n n 对于对于Y Y，d11d11型变压器，正常运行时型变压器，正常运行时d d侧电流超前侧电流超前Y Y侧侧电流电流30300 0，形成不平衡电流。，形成不平衡电流。对策：相位补偿保护装置外部转换 保护装置内部转换第12页，本讲稿共61页2022/10/2313保
5、护装置外部转换第13页，本讲稿共61页2022/10/2314主变Y侧主变侧不变换主变Y侧主变侧 一次电流Y侧侧不同相保护装置内部转换第14页，本讲稿共61页3、CT的计算变比于实际变比不同的计算变比于实际变比不同2022/10/2315电压侧（电压侧（kV）38.56.3额定电流120733CT接线方式三角形星形CT计算变比3*120/5733/5CT实际变比300/5=601000/5=200保护俩侧电流207.8/60=3.46733/200=3.67CT产生的不平衡电流3.67-3.46=0.21不平衡系数（高侧基准）3.67/3.46=1.06第15页，本讲稿共61页4、变压器调压分
6、接头发生改变2022/10/2316变压器调整分接头时一侧额定电流改变，而另一侧电流不变，产生不平衡电流解决方法：计算变压器额定电流以中间的分接头为准，整定动作电流时考虑调压范围的一半。调压范围的一半最大外部故障电流第16页，本讲稿共61页5、俩侧、俩侧CT励磁特性不同励磁特性不同2022/10/2317TA励磁电流TA误差TA励磁电流差异差动保护不平衡电流不平衡电流经验公式同型系数TA误差10一次电流TA变比取1变压器差动保护特点为：TA同型系数取1第17页，本讲稿共61页n什么叫比率差动保护保护的动作电流随着外部故障的短路电流增大而按比例的线性增大，且比不平衡电流增大的更快，使在任何外部故
7、障时保护不会误动作。第18页，本讲稿共61页四、差动速断保护四、差动速断保护2022/10/2319 增强保护的可靠性增强保护的可靠性 在严重内部故障时，短路电流很大，在严重内部故障时，短路电流很大，TATA严重饱和使交严重饱和使交流暂态传变严重恶化，流暂态传变严重恶化，TATA二次侧基波电流为零，谐波分二次侧基波电流为零，谐波分量增大，比率制动闭琐，只有当量增大，比率制动闭琐，只有当TATA退出暂态饱和，比率退出暂态饱和，比率制动才动作，影响动作时间制动才动作，影响动作时间（6-86-8倍的额定电流）。倍的额定电流）。第19页，本讲稿共61页2022/10/2320第20页，本讲稿共61页2
8、022/10/2321第21页，本讲稿共61页2022/10/2322第22页，本讲稿共61页2022/10/2323第23页，本讲稿共61页2022/10/2324第24页，本讲稿共61页2022/10/2325第25页，本讲稿共61页2022/10/2326第26页，本讲稿共61页2022/10/2327第27页，本讲稿共61页2022/10/2328第28页，本讲稿共61页一、变压器差动保护的基本原理2.2.内部故内部故内部故内部故 障时障时障时障时2022/10/2329第29页，本讲稿共61页二、变压器纵差保护的特殊问题二、变压器纵差保护的特殊问题（一）因各侧相位不同产生的不平衡电流
9、（一）因各侧相位不同产生的不平衡电流及相位补偿及相位补偿1常规型变压器差动保护的相位补偿常规型变压器差动保护的相位补偿1.1因相位不同而产生的不平衡电流不平衡电流1.2相位补偿2022/10/2330第30页，本讲稿共61页相位补偿相位补偿2022/10/2331第31页，本讲稿共61页保护范围2022/10/2332第32页，本讲稿共61页1.3相位补偿后，电流互感器变比的选择 若取 则：变压器Y侧，电流为变压器 侧，电流为5A2022/10/2333第33页，本讲稿共61页一、变压器差动保护的原理1.1.内部故障时内部故障时内部故障时内部故障时n设变压器两侧额定电流分别为设变压器两侧额定电
10、流分别为2022/10/2334第34页，本讲稿共61页1.3相位补偿后，电流互感器变比的选择n采用相位补偿后，取：变压器三角形侧电流互感器的变比为 变压器星形侧电流互感器的变比为或按下列条件选择TA变比2022/10/2335第35页，本讲稿共61页 例：Y侧 侧 TA接线方式 Y 标准变比 二次电流,不平衡电流计算变比 2022/10/2336第36页，本讲稿共61页当各侧电流互感器都采用星形接线时当各侧电流互感器都采用星形接线时，利用软件对变压器星形侧电流进行相位和幅值的补偿。2.微机型变压器差动保护的相位补偿及电流平衡调整微机型变压器差动保护的相位补偿及电流平衡调整2022/10/23
11、37第37页，本讲稿共61页变压器差动保护原理变压器差动保护保护范围变压器差动保护存在问题变压器差动保护动作后的处理12342022/10/2338第38页，本讲稿共61页2.1相位补偿相位补偿设：星形侧三相电流采样值分别为则：用作差动保护计算的三相电流为2022/10/2339第39页，本讲稿共61页电流平衡调整系数电流平衡调整系数 2.2幅值补偿幅值补偿 计计算算变压变压器各器各侧侧的一次的一次额额定定电电流流 计计算算变压变压器各器各侧侧TA二次二次计计算算电电流流2022/10/2340第40页，本讲稿共61页计算电流平衡调整系数计算电流平衡调整系数 2.2幅值补偿幅值补偿 设以高压侧
12、二次额定电流为基准，则：设以高压侧二次额定电流为基准，则：高压侧平衡系数为高压侧平衡系数为 中压侧平衡系数为中压侧平衡系数为 低低压侧压侧平衡系数平衡系数为为 2022/10/2341第41页，本讲稿共61页（二）变压器励磁涌流的影响及减小影响的措施n n1.励磁涌流的影响励磁涌流的影响 变压变压器的励磁涌流器的励磁涌流是指在变压器空载合闸是指在变压器空载合闸或者外部故障切除后电压恢复时，可能出现的或者外部故障切除后电压恢复时，可能出现的较大的励磁电流。较大的励磁电流。2022/10/2342第42页，本讲稿共61页（二）变压器励磁涌流的影响及减小影响的措施n n1.励磁涌流的影响励磁涌流的影
13、响 2022/10/2343第43页，本讲稿共61页2 2产生励磁涌流的原因产生励磁涌流的原因 铁芯中的磁通不能突变铁芯中的磁通不能突变铁芯中的磁通不能突变铁芯中的磁通不能突变 铁芯中出现一个暂态磁通铁芯中出现一个暂态磁通铁芯中出现一个暂态磁通铁芯中出现一个暂态磁通铁芯中的磁通将达到最大值铁芯中的磁通将达到最大值铁芯严重饱和，励磁电流将剧烈增大铁芯严重饱和，励磁电流将剧烈增大 2022/10/2344第44页，本讲稿共61页3励磁涌流的特点励磁涌流的特点（1）包含有非周期分量）包含有非周期分量（2）幅值大，但衰减快）幅值大，但衰减快（3）包含有高次谐波分量）包含有高次谐波分量（4）波形之间有间
14、断）波形之间有间断2022/10/2345第45页，本讲稿共61页4减小励磁涌流影响的措施减小励磁涌流影响的措施（1）采用具有速饱和铁芯的差动继电器。）采用具有速饱和铁芯的差动继电器。（2）采用二次谐波制动的差动保护。）采用二次谐波制动的差动保护。（3）利用间断角闭锁的差动保护。）利用间断角闭锁的差动保护。2022/10/2346第46页，本讲稿共61页n n1计算变比与标准变比不完全符合计算变比与标准变比不完全符合 如：整定计算时应考虑平衡系数，如：（三）各侧电流数值不等引起的（三）各侧电流数值不等引起的不平衡电流不平衡电流 2022/10/2347第47页，本讲稿共61页2两侧两侧TA的型
15、号不同的型号不同 整定计算时考虑同型系数n n型号相同n n型号不同（三）各侧电流数值不等引起的（三）各侧电流数值不等引起的不平衡电流不平衡电流 2022/10/2348第48页，本讲稿共61页3 3变压器带负荷调整分接头变压器带负荷调整分接头变压器带负荷调整分接头变压器带负荷调整分接头n n设：变压器由设：变压器由115KV115KV改在改在110KV110KV抽头位置抽头位置,n n则则:整定计算时应考虑因带负荷调压所引起的相对误差整定计算时应考虑因带负荷调压所引起的相对误差 （三）各侧电流数值不等引起的（三）各侧电流数值不等引起的不平衡电流不平衡电流 2022/10/2349第49页，本
16、讲稿共61页三、变压器纵联差动保护的构成及原理n n（一）比率制动的纵差保护（一）比率制动的纵差保护n n1.和差式比率制动的差动保护和差式比率制动的差动保护2022/10/2350第50页，本讲稿共61页1 1）对于双绕组）对于双绕组）对于双绕组）对于双绕组变压器变压器变压器变压器 正常及外部故障时正常及外部故障时正常及外部故障时正常及外部故障时 2022/10/2351第51页，本讲稿共61页 内部故障时内部故障时内部故障时内部故障时双绕组变压器双绕组变压器双绕组变压器双绕组变压器 2022/10/2352第52页，本讲稿共61页n n取：动作分量 制动分量n n差动保护的动作条件：双绕组
17、变压器双绕组变压器2022/10/2353第53页，本讲稿共61页比率制动式差动保护的动作特性比率制动式差动保护的动作特性比率制动式差动保护的动作特性比率制动式差动保护的动作特性 2022/10/2354第54页，本讲稿共61页动作判据为动作判据为：2022/10/2355第55页，本讲稿共61页（二）励磁涌流鉴别的原理（二）励磁涌流鉴别的原理 1.二次谐波闭锁原理二次谐波闭锁原理 采用：三相差动电流中二次谐波电流与基采用：三相差动电流中二次谐波电流与基波电流的比值，作为励磁涌流闭锁的判据。波电流的比值，作为励磁涌流闭锁的判据。闭锁判据为：闭锁判据为：整定范围为0.10.3，通常取0.15 实
18、用中：实用中：2022/10/2356第56页，本讲稿共61页2.间断角识别原理间断角识别原理根据：根据：励磁涌流波形有间断角的特点采用：采用：波形比较技术将变压器的励磁涌流和故障电流分开。判据如下：判据如下：通常取：通常取：2022/10/2357第57页，本讲稿共61页（三）（三）差动速断保护差动速断保护 只要任一相差动电流大于差动速断只要任一相差动电流大于差动速断的整定值，保护瞬时动作。的整定值，保护瞬时动作。动作判据为：动作判据为：为变压器差动电流，为差动电流速断保护定值。2022/10/2358第58页，本讲稿共61页（四）电流互感器断线监视（四）电流互感器断线监视 当任一相差动电流
19、大于当任一相差动电流大于0.1In（TA二次二次额定电流）时，启动额定电流）时，启动TA断线判别程序。断线判别程序。判据判据：本侧三相电流中一相无电流，而本侧其它两相和另一侧各相电流与启动前电流相等，判为是TA断线。2022/10/2359第59页，本讲稿共61页5差动保护程序框图差动保护程序框图图811 差动保护程序框图闭锁保护告警信号TA断线信号告警闭锁保护2022/10/2360第60页，本讲稿共61页小结：小结：一、变压器纵差保护的特殊问题一、变压器纵差保护的特殊问题1.因各侧相位不同产生的不平衡电流及相位补偿；因各侧相位不同产生的不平衡电流及相位补偿；2.变压器励磁涌流的影响及减小影响的措施；变压器励磁涌流的影响及减小影响的措施；3.各侧电流数值不等引起的不平衡电流各侧电流数值不等引起的不平衡电流二、微机型变压器差动保护二、微机型变压器差动保护1.比率制动的纵差保护比率制动的纵差保护2.励磁涌流鉴别的原理励磁涌流鉴别的原理 3.差动速断保护差动速断保护4.电流互感器断线监视电流互感器断线监视 2022/10/2361第61页，本讲稿共61页